La mesure ou la longueur d'un élément ou d'une zone de lieu pour une direction est mesurée en dimensions en mathématiques. Une ligne occupe une seule dimension. Cela ne va que dans un seul sens. Un plan bidimensionnel est un plan de base. Une surface plane, par exemple, peut être étendue dans l'un ou l'autre de deux systèmes de coordonnées cartésiennes.
L'environnement a trois dimensions spatiales : largeur, profondeur et hauteur, ainsi qu'une quatrième dimension temporelle.
3D contre 4D
La principale différence entre trois et quatre dimensions est que les trois dimensions sont rapidement détectées. D’un autre côté, les quatre dimensions sont difficiles à ressentir et à remarquer.
Les trois dimensions (3D) sont caractérisées par la présence (expansion) de l'élément cible dans les plans x, y et z. Nous percevons notre environnement et les objets qui nous entourent en trois dimensions. Nous pouvons désormais voir trois dimensions grâce aux données acquises et identifiées par nos récepteurs sensoriels. La création du système de coordonnées cartésiennes au XVIIe siècle a semé les graines de la connaissance tridimensionnelle.
Tout ce que nous voyons, entendons et ressentons est contenu dans l’espace tridimensionnel. Cependant, les scientifiques ont longtemps cru à la présence d’une dimension supplémentaire en plus de l’espace tridimensionnel, qu’ils ont surnommé la quatrième dimension. L'argument de la quatrième dimension a commencé à la fin du XVIIIe siècle lorsque Jean Le Rond D'Alembert a introduit le concept. Le temps qui ne peut être vu ou ressenti est connu sous le nom de quatrième dimension.
Tableau de comparaison entre 3D et 4D
| Paramètres | 3D | 4D |
| Sens | L'existence ou l'extension des choses à travers les trois coordonnées cartésiennes. | La longueur, la largeur (largeur) et la hauteur sont toutes des dimensions importantes. |
| Spécifications | La quatrième dimension est une idée théorique qui n’a pas encore été prouvée. | La longueur, la hauteur, la largeur (largeur) et le temps sont tous des facteurs à prendre en compte. |
| Visualisation des données | Il est possible de ressentir et d'expérimenter | C'est difficile à discerner. |
| La source | Au début du XVIIe siècle | A la fin du XVIIIe siècle |
| Preuve d'existence | L'existence d'un espace tridimensionnel a été démontrée à la fois théoriquement et expérimentalement. | La quatrième dimension est une idée théorique qui n'a pas encore été prouvée dans la pratique. |
| Exemples | en forme de cube | Prisme triangulaire |
Qu'est-ce que la 3D ?
L'existence d'un élément dans les trois axes spatiaux est appelée espace tridimensionnel (3D). C'est le nombre de facteurs indépendants nécessaires pour déterminer la position d'un certain objet dans l'espace.
L'idée d'un espace tridimensionnel a été développée très tôt. Tout dans notre environnement a trois dimensions. Ces choses ont toutes la même taille, largeur (largeur) et altitude. Le monde dans lequel nous vivons est représenté en trois dimensions. Le niveau de perception est déterminé par la capacité de l'individu à voir ces aspects à l'aide de ses perceptions.
En mathématiques, les trois paramètres géométriques ont été utilisés pour désigner un espace tridimensionnel. Les axes x, y et z, pour être exact. Les trois axes doivent être représentés pour décrire leur emplacement ou leur existence. La région carrée, par exemple, peut être caractérisée par l'une ou l'autre des deux dimensions des coordonnées cartésiennes, telles que le plan xy, yz ou zx ; mais les trois axes doivent valider la validité d'un cube. Pour calculer le volume du cube, seules les données obtenues sur les trois axes peuvent être utilisées.
En cinématographie, la 3D introduit de nouvelles techniques vidéo, telles que les effets numériques produisant des images tridimensionnelles. Un film 4D est une 3D avec des effets supplémentaires qui simulent une expérience réelle et est projeté dans des cinémas spécifiques.
Qu'est-ce que la 4D ?
L'espace en quatre dimensions (4D) est un phénomène unique en son genre. Il est toujours disponible sous forme de résumé et a gagné en popularité lorsqu'Einstein a publié ses études sur la loi de la gravité. Le temps est le quatrième axe fictif de la quatrième dimension, une forme modifiée d'espace tridimensionnel.
Selon la théorie d'Einstein, tout existe dans un certain cadre d'échelles spatiales et temporelles. Le temps n’est pas considéré comme une quantité distincte mais comme une composante spatiale.
Cela implique que tout changement dans l’espace aura un impact significatif sur le temps. Lorsque le temps est considéré comme un paramètre dimensionnel, le fonctionnement de la planète change radicalement. À mesure que l’espace change, l’impact du passé, du présent et du futur est neutralisé.
Le Tesseract est une excellente illustration de la façon d'appréhender la quatrième dimension. Dans la quatrième dimension, les tesseracts sont l'existence d'un cube. Le tesseract est généré lorsqu'un cube est censé être éjecté dans une direction transversale à la tridimensionnelle actuelle.
L'animation ci-dessous représente un tesseract sous un tel angle tridimensionnel. Les individus auront du mal à comprendre puisque nous ne pouvons détecter qu'en trois dimensions. Les scientifiques travaillent dur pour faire de cette idée une réalité, qui peut prendre beaucoup de temps à se concrétiser.
Différences principales entre 3D et 4D
- La position d'un objet donné dans l'espace tridimensionnel est définie par trois coordonnées (axes). Le temps est introduit dans l'espace tridimensionnel sous forme d'axes virtuels multiples dans la quatrième dimension, qui est mentale.
- L'espace tridimensionnel comprend trois dimensions : longueur, largeur (largeur) et hauteur. En tant que quatrième dimension, le temps est introduit.
- Les humains vivent dans un univers tridimensionnel. La notion de quatre dimensions a été développée à partir de la théorie de la relativité restreinte de Newton, qui est toujours disponible sous sa forme abstraite.
- Un cuboïde, un cube, une sphère ou toute illustration géométrique pour un espace tridimensionnel peut être utilisé. Le tesseract est un exemple bien connu d'espace de quatrième dimension.
- La fabrication additive est un exemple concret. L'impression 3D est réalisée en ajoutant de la matière à sa base verticale. Chaque fois que cette impression 3D commence à réagir aux conditions environnementales, on parle d'impression 4D.
Conclusion
L'espace tridimensionnel contient tous les éléments avec lesquels nous interagissons. Même si la quatrième dimension fait l’objet de débats depuis tant d’années, elle reste, d’une manière ou d’une autre, une idée arithmétique recelant d’énormes trésors obscurs. L’affichage de la quatrième dimension à plus grande échelle changera notre compréhension et notre vision du monde.
Basées sur l'abstraction scientifique, les mathématiques, la physique et d'autres sciences introduisent l'idée d'un espace de fonctionnalités multidimensionnel. En conséquence, la notion de 4d est apparue, centrée sur la physique moderne, avec le temps supplémentaire comme dimension indépendante.
Bibliographie
- https://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/(ASCE)0733-9364(2008)134:10(776)
- https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.47.8471
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